JP2001173933A

JP2001173933A - 焼却炉

Info

Publication number: JP2001173933A
Application number: JP35536499A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Suyari; 護須鎗; Akira Wadamoto; 章和田本; Ryota Nakanishi; 良太中西
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JP3732374B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂やゴム類等の混入した低レベル
放射性廃棄物であっても、それらの溶融物が炉底に固着
または炉底を閉塞したり、灰出し室に落下したりするこ
とが無い、火格子構造の焼却炉を提供する。【解決手段】炉体３底部が火格子２構造の焼却炉１で
あって、前記火格子２は炉１の略中央で突き合わされ、
炉１の両側で軸支されて炉１の下方に向かって観音開き
するとともに、炉体３底部側が炉の両側から炉の中央に
向かって下向きに階段状に形成され、前記各階段状のス
テップ部に燃焼空気が噴出するノズル状の噴出口１２、
１３、１４を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用廃棄物、低
レベル放射性廃棄物等の焼却処理に使用される焼却炉に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、原子力発電所などから発生する低
レベル放射性廃棄物等の雑固体廃棄物の貯蔵場所が逼迫
し、早期の対策が要望されている。これら低レベル放射
性廃棄物の中には、塩化ビニル、ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂製の高分子系廃棄物が混入している場合があ
る。これら廃棄物が多く含まれる場合には、焼却炉内
で、これら廃棄物は溶融流動化し、灰出し室への流下、
熱灼減量の上昇、空気通路の閉塞等の可能性が高く、そ
の性能改善が望まれている。

【０００３】従来より、これら低レベル放射性廃棄物等
の焼却炉としては、炉底が火格子構造若しくは耐火物の
蓋構造の固定床式焼却炉が使用されている。火格子構造
の焼却炉として、炉底部が炉底中央に向かい両側より下
がるように階段状に形成された火格子の、各階段状のス
テップ部にその略全面に開口部を設け、燃焼空気をこの
火格子の下部灰出し室に導入して、この開口部を通し
て、火格子上の可燃物に燃焼空気を供給するものがあ
る。

【０００４】耐火物の蓋構造の固定床式焼却炉として
は、特開平５−１６４８９７号公報に開示されているも
のがある。これは、図７に示すように、炉底蓋３１の上
面を皿状に凹ませるとともに、その周囲にシール用空気
を供給して溶融物の流出を防止し、また、炉体底部３２
の側壁に残燃ノズル３３を設け、炉底蓋３１の残燃物に
空気を吹き付けて残燃時間を短縮させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、火格子
構造の焼却炉では、階段状のステップ部に設けられた開
口部が大きく、また、火格子の側面、あるいは周囲の隙
間から火格子をバイパスして流れる空気量が多く、十分
な空気流速を取ることができない。また、火格子を通過
する空気流速が遅いことから、灰を巻き上げない等の利
点はあるものの、例えば、熱可塑性樹脂製の廃棄物を溶
融した場合、これら空気通路や、火格子の合わせ部等か
ら下部の灰出し室に落下したり、焼却灰等により開口部
が塞がれ火格子の一部が焼損することがあった。

【０００６】また、蓋構造の焼却炉では、熱可塑性樹脂
等からなる高分子系廃棄物を焼却する場合、焼却に必要
な空気量が不足し、これらの溶融物が炉底に固着し、炉
底を閉塞する等の問題があった。このような溶融物の炉
底への固着、閉塞は定期的に炉内部を点検、清掃すれば
予防することはできるが、低レベル放射性廃棄物等の焼
却炉の場合は、炉内の点検、清掃が困難であり、溶融物
が、炉底へ固着、閉塞することが避けられないでいた。

【０００７】そこで、本発明は、熱可塑性樹脂やゴム類
等が混入した低レベル放射性廃棄物であっても、それら
の溶融物が炉底に固着または炉底を閉塞したり、灰出し
室に落下したりすることが無く、また、火格子の焼損が
少ない、火格子構造の焼却炉を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１の発明の焼却炉は、炉体底部が火格子構造の
焼却炉であって、前記火格子は炉の略中央で突き合わさ
れ、炉の両側で軸支されて炉の下方に向かって観音開き
するとともに、炉体底部側が炉の両側から炉の中央に向
かって下向きに階段状に形成され、前記各階段状のステ
ップ部に燃焼空気が噴出するノズル状の噴出口が１以上
備えられていることを特徴とする。この構成によると、
従来の火格子の様に溶融物が火格子の間を通って、下部
に落下することがない。また、ノズル状の噴出口を１以
上備え、下部から燃焼空気の供給を行うことができるた
め、燃焼空気と固形被焼却物との接触が少なくなること
がなく、熱灼減量も小さくなる。

【０００９】また、請求項２の焼却炉は、請求項１に記
載の焼却炉において、前記燃焼空気は、前記火格子を軸
支する軸に形成された通路に導入され、前記軸に形成さ
れた通路より前記火格子内部に設けられた空気室に供給
されて、前記噴出口より噴出されるものである。この構
成によると、各火格子に空気室を形成することが可能と
なり、導入した空気が火格子周囲を通り抜ける事が無
く、導入空気が有効に固形被焼却物と接触し、熱灼減量
も小さくなる。また、高速で燃焼空気を噴出することに
より、火格子そのものの焼損防止と燃焼空気の昇温が可
能になる。

【００１０】また、請求項３の焼却炉は、請求項１に記
載の焼却炉において、前記各階段が下向きに傾斜してい
るものである。この構成によると、被焼却物が、階段を
流れ落ちるようにしながら焼却を続けることができ、炉
底部の両側に堆積することがなくなる。

【００１１】また、請求項４の焼却炉は、請求項３に記
載の焼却炉において、前記各階段の傾斜角度が、下段に
行くに従い緩くなるものである。この構成によると、各
ノズル状の噴出口から噴出する高速の空気流により、各
階段を上面から冷却する事となり、火格子の焼損を防止
することができる。

【００１２】また、請求項５の焼却炉は、請求項１乃至
４に記載のいずれかの焼却炉において、前記各火格子の
周囲に囲いが形成されているものである。この構成によ
ると、火格子上で溶融した熱可塑性樹脂等が火格子下部
へ流出することがなく、火格子上で蒸発、燃焼が可能に
なる。

【００１３】

【発明の実施形態】以下、本発明を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明にかかる焼却炉の全体構造図で
ある。本発明にかかる焼却炉１は、大きく分けると、廃
棄物を燃焼させる円筒形の耐火物からなる炉体３と、そ
の下部に設けられた灰出し室４とで構成されている。炉
体３には、処理廃棄物が供給される廃棄物供給口５と、
２次空気導入口７と、助燃用の助燃バーナ６と、煙道に
通ずるガス排出口８が設けられている。そして、炉体３
と、その下部の灰出し室４との境に炉底蓋を兼ね、下部
灰出し室に向かって観音開きする１対の階段状の火格子
２が設けられており、火格子２より１次燃焼空気が導入
されるようになっている。廃棄物供給口５より投入され
る廃棄物は、炉体３の内壁に沿って、火格子２上に落
ち、燃焼を開始し、熱分解されて、ガス化し、炉体３の
上部に設けられてガス排出口８より炉外に排出される。

【００１４】図２は、火格子２によって、炉体３の底部
が閉じられた状態を示す図である。図２（ａ）は、炉上
方より見た断面概略図であり、図２（ｂ）は、側面から
見た断面概略図を示す。図に示すように、炉体３は、円
筒形をしており、火格子２の下部の灰出し室は断面が四
角形状をしている。

【００１５】火格子２は、炉体２の側壁から炉中心部に
向かって下向きに階段状に形成されており、中央に空気
通路１１を有する回転軸１５によって灰出し室４の上部
両側に軸支され、炉体３の略中央で突き合わされてい
る。このため、火格子でありながら、溶融物を火格子下
に落下させず、火格子上に留められるような構造となっ
ている。そして、突き合わせ部が、回転軸１５の回転中
心よりも下部に位置するように各階段が下向きに傾斜し
ている。このため、火格子２は、図３に示すように、灰
出し室４方向に向かって、観音開きし、火格子２上に溜
まった灰を灰出し室４に落下させるようになっている。

【００１６】図２に戻り、火格子２は、火格子２を軸支
する回転軸１５の中央に設けられた空気通路１１を経て
導入される燃焼空気の空気室１０が形成されている。ま
た、各階段状のステップ部には、この空気室１０に通ず
るノズル状の複数の燃焼空気の噴出口１２、１３、１４
が形成されている。空気室１０は、火格子２の内部の略
全幅にわたって、形成されており、ノズル状の噴出口１
２、１３、１４に通ずる開口部がそれぞれの噴出口に対
応して設けられている。このように、各火格子２がそれ
ぞれ内部に空気室１０を備えていることから、火格子２
の焼損を防止できる。

【００１７】噴出口１３、１４は、各階段面を十分に冷
却できるように、各階段面の傾斜角に平行に形成されて
いることが好ましい。また、噴出口１３、１４から噴出
される空気流の方向は特に限定されず、例えば、該噴出
口１３、１４が設けられているステップ部に直交して噴
出されても、また、炉中心に向かって噴出されるように
設けられていてもよい。一方、突き合わせ部に形成され
ている噴出口１２は、該噴出口１２から噴出される空気
流が上向きになるように形成されていることが好まし
い。

【００１８】これら噴出口１２、１３、１４のそれぞれ
の穴の形状は特に限定されず、円形、楕円形、スリット
状等のいずれであってもよい。これら噴出口は、各階段
状のステップ部の幅方向の半分以上の範囲にわたり、
１．０〜５０ｍｍの間隔のピッチで形成されていること
が好ましい。

【００１９】さらに、噴出される燃焼空気は５〜５０ｍ
／ｓ、好ましくは１０〜１５ｍ／ｓの流速で噴出される
ことが好ましい。５ｍ／ｓ以下の場合は、十分に火格子
上を冷却できず、また、５０ｍ／ｓ以上では、被焼却物
によっては、灰が巻き上がることがあるため好ましくな
い。これによって、被処理物と空気の接触が減ることが
なく、熱灼減量を小さくすることができる。

【００２０】本実施形態例における焼却炉１の火格子２
は以上のように構成されている。以下、その作用につい
て説明する。

【００２１】本実施形態における焼却炉は、炉体３に設
けられた廃棄物供給口５から熱可塑性樹脂製品の混入し
た低レベル放射性廃棄物がカートンボックス等に詰めら
れて投入され、焼却されることは従来のこの種の焼却炉
と変わらない。そして、カートンボックス等に詰められ
た廃棄物は、火格子２上で燃焼を開始し、溶融した熱可
塑性樹脂製品は、下向きに傾斜した階段によって、留ま
ることなく流れ落ちるようにしながら火格子２上の最下
段に到達し、完全に燃焼する。

【００２２】このとき、燃焼空気は、図示していない炉
外に設けられたブロワー等により、空気通路１１に導入
され、空気室１０に導入される。そして、各ステップ部
に設けられたノズル状の多数の噴出口１２、１３、１４
より噴出されている。このため、燃焼空気は常に被処理
物である廃棄物の下から供給され、被処理物との接触が
促進される。これによって、熱灼減量を小さくすること
ができる。また、これら噴出口１２、１３、１４は、ノ
ズル状に形成されているため、開口部の絞り等を調整す
ることで、流速を大きくすることが可能であり、また、
燃焼空気流の方向も容易に設定することができる。さら
に、噴出口１２、１３、１４が開口径の小さいノズル状
であるため、溶融物がこれら噴出口１２、１３、１４を
通って、灰出し室４に落下することも予防できる。

【００２３】そして、燃焼空気は、空気通路１１より各
階段状の下部空間に形成されている空気室１０に一端導
入されたのち、噴出口１２、１３、１４から噴出される
構造となっているため、空気室１０で又、噴出口１２、
１３、１４通過時にこれら燃焼空気は火格子の熱が伝わ
り、昇温する。これによって供給される燃焼空気の昇温
が可能となり、燃焼効率を高めることもできる。

【００２４】また、噴出口１２が上向きに形成されてい
るため、突き合わせ部において、それぞれの火格子２か
ら噴出される燃焼空気がそれぞれぶつかり、炉上方に向
かって燃焼空気が噴き上げられるようになる。このた
め、溶融物が突き合わせ部に形成される僅かな隙間から
灰出し室４に落下するのを防ぐことが可能となる。

【００２５】そして、火格子２上にある程度灰が溜まっ
た場合や、或いは定期的に、火格子２を図３に示すよう
に開き、溜まった灰を灰出し室４に落下させる。この場
合、廃棄物の供給を一時中止し、空気のみ供給し、いわ
ゆる後燃焼とよばれる処理を行った後に火格子２を開放
することが好ましい。これによって、低レベル放射性廃
棄物中に混入していた難燃物等を完全に燃焼させること
ができる。

【００２６】なお、本発明は、以上説明してきた実施形
態に限定されるものではなく、例えば、図４に示すよう
に、各階段の傾斜角度を下段に行くにしたがって緩くす
ることで、各階段面に平行な空気流が１段下の階段面に
衝突するようになり、冷却効果が一層強まり、火格子の
耐久性をより一層向上させることができる。

【００２７】また、図５に示すように、火格子２の周囲
に囲い２０を設けることもできる。図６にその全体斜視
概略図を示す。このように、火格子２の周囲に囲いを設
けることによって、溶融物の落下を完全に防止すること
ができ、火格子上で溶融した高分子系廃棄物を蒸発・燃
焼させることが可能となる。

【００２８】以上のように、本発明の火格子２は、炉底
部に設けられ、炉底蓋を兼ねるものである。本実施形態
例では、断面が四角形状の灰出し室４の上方に取り付け
られた場合について説明したため、その全体形状が四角
形状の場合を示しているが、本発明の火格子２は炉底部
を形成し、炉底蓋を兼ねるような構造であればよく、全
体を円形とし、円筒形の炉体３の最下部に設ける場合で
あっても、炉体１そのものが四角形状でも、同様の効果
を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
請求項１の発明によると、溶融物が火格子の間を通っ
て、下部に落下することがない。また、ノズル状の噴出
口を１以上備え、下部からの燃焼空気供給を行うことが
できるため、燃焼空気と固形被焼却物との接触が少なく
なることがなく、熱灼減量も小さくなる効果を奏する。

【００３０】また、請求項２の発明によると、各火格子
に空気室を形成することが可能となり、空気導入部の機
構を簡単にすることが可能になるとともに、高速で燃焼
空気を流出することにより、火格子そのものの焼損防止
と燃焼空気の昇温が可能になる効果を奏する。

【００３１】また、請求項３の発明によると、被焼却物
が、階段を流れ落ちるようにしながら焼却を続けること
ができ、炉底部の両側に堆積することがなくなる効果を
奏する。

【００３２】また、請求項４の発明によると、各ノズル
状の噴出口から噴出する空気流により、各階段を上面か
ら冷却する事となり、冷却能力を増大させ、火格子の焼
損防止に効果を奏する。

【００３３】また、請求項５の発明によると、熱可塑性
樹脂等が火格子下部へ流出することがなく、火格子上で
蒸発、燃焼が可能になる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる焼却炉の全体構造図である。

【図２】（ａ）は、本発明にかかる焼却炉の火格子が閉
じた状態を、炉上方より見た断面概略図である。（ｂ）
は、図２（ａ）を、炉側面より見た断面概略図である。

【図３】図２における火格子が開いた状態を示す断面概
略図である。

【図４】本発明の第２の実施形態例の焼却炉の火格子が
閉じた状態を炉側面より見た断面概略図である。

【図５】本発明の第３の実施形態例の焼却炉の火格子が
閉じた状態を炉側面より見た断面概略図である。

【図６】図５における焼却炉の火格子の全体斜視図であ
る。

【図７】従来の、炉底が耐火物の蓋構造の焼却炉の断面
概略図である。

【符号の説明】

１焼却炉２火格子３炉体４灰出し室５廃棄物供給口６助燃バーナ７２次燃焼空気供給口８ガス排出口１０空気室１１空気通路１２噴出口１３噴出口１４噴出口１５回転軸２０囲い

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中西良太兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 3K061 AA11 AA16 AA18 AB01 AC09 AC13 CA01 DB02 DB14 DB16 DB17 DB20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炉体底部が火格子構造の焼却炉であっ
て、前記火格子は炉の略中央で突き合わされ、炉の両側
で軸支されて炉の下方に向かって観音開きするととも
に、炉体底部側が炉の両側から炉の中央に向かって下向
きに階段状に形成され、前記各階段状のステップ部に燃
焼空気が噴出するノズル状の噴出口が１以上備えられて
いることを特徴とする焼却炉。
【請求項２】前記燃焼空気は、前記火格子を軸支する
軸に形成された通路に導入され、前記軸に形成された通
路より前記火格子内部に設けられた空気室に供給され
て、前記噴出口より噴出される請求項１に記載の焼却
炉。
【請求項３】前記各階段が下向きに傾斜している請求
項１に記載の焼却炉。
【請求項４】前記各階段の傾斜角度が、下段に行くに
従い緩くなる請求項３に記載の焼却炉。
【請求項５】前記各火格子の周囲に囲いが形成されて
いる請求項１乃至４のいずれかに記載の焼却炉。